JPH0584409B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 気体燃料及び気化装置を有する液体燃料燃焼装
置に応用し、暖房器具、乾燥装置などの輻射熱源
に用いられる。

従来例の構成とその問題点 高い輻射効率を得る目的で気体あるいは液体の
燃料を用いて燃焼面を高温化する装置は各種考案
されているが、代表的な２種類の従来の方式の燃
焼部を第１図、第２図に示す。第１図はシユバン
ク方式と呼ばれるもので輻射効率30〜50％であ
る。高温となつた燃焼面１より、高温の排気ガス
が上昇する為に輻射効率に限度が生じる。又第２
図に示す従来例はガラス面３を介して輻射熱を得
る方式であるがこの方式では、燃焼体２の表面ａ
が高温となつて高い輻射を出すもので、裏面ｂか
ら比較的低温の排気が排出されている。シユバン
ク方式に比べて高い輻射効率が得られ40〜60％に
達する。しかし、この方式では、輻射面が燃焼体
２の表面ａであり、燃料ガスが前記表面へ送られ
るため、燃料ガスをシールするガラス面１が不可
欠である。このガラス面３は前記表面ａの輻射の
一部を吸収し、有効に透過しないもので、輻射効
率を更に上昇させるためには阻害要因となつてい
るものである。また従来例として述べた上記２種
の方式に、液体燃料を気化した燃料ガスを用いた
場合、燃焼面にいたる予混合ガス経路は比較的低
温であるために、燃料が前記経路中で凝縮しやす
い欠点を有している。とくに着火したのち、前記
経路が十分に温度が上昇する間は、著しい燃料ガ
スの凝縮を生じるもので、臭気、異常燃焼の原因
となつていた。

発明の目的 本発明は輻射効率の向上を図り、暖房効果、あ
るいは乾燥効果を高め、特に液体燃料の気化ガス
を用いる装置では、気化ガスの凝縮を減少せし
め、臭気、異常燃焼等の防止を図ることを目的と
する。

発明の構成 本発明は、燃料と燃焼用空気の予混合部と、少
なくとも一部に熱透過性材料を用いた予混合気室
と、前記予混合気室の終端に設けた多数の燃焼孔
を有する耐熱材料よりなる燃焼面を有するもので
あつて、前記予混合気室を略垂直に設け、かつ前
記透過材の下端に排気孔を設けた燃焼装置であ
る。

実施例の説明 本発明の一実施例を第３図とともに説明する。
第３図において４は石油タンクである。石油タン
ク４よりポンプ５で燃料は気化器６へ送られてい
る。気化器６で液体の燃料は電熱により気化し、
送風機７の空気と混合され予混合ガスとなる。予
混合ガスは予混合気経路８を通つて円筒状の垂直
な予混合気室９の上方に供給される。予混合気室
９は熱透過性材料たとえばガラス、マイカなどで
形成されるもので特に赤外域の波長の透過率の高
い材料が適する。また、予混合気室９の下端には
多数の燃焼孔１０を有する燃焼面９が設けられて
いる。燃焼体１１は耐熱性合金あるいはセラミツ
ク、セメント系の金網、多孔体、ハニカム等任意
の材燃、形状が考えられるもので、燃料の種類、
燃焼量、燃焼負荷率などの点を考慮して、選択す
ればよいものである。

前述の予混合ガスは燃焼孔１０で燃焼し、燃焼
面８全体を加熱する。燃焼体１１より放射する輻
射の一部は熱透過性材料で形成される予混合気室
９の壁面を通過して外部の被加熱物へ達する、一
方予混合気室９の壁面に吸収されやすい波長の長
い赤外線は予混合気室９の壁面自身を高温化し、
高温となつた壁面より輻射を二次輻射として放出
し被加熱物を加熱するものである。通常輻射熱源
と被加熱物の間に前述のようにガラス等の熱透過
性材料をおけば輻射熱源のエネルギーは100％被
加熱物に達することはない。なぜならば二次輻射
を放射するべく熱透過性材料自身が高温化し、対
流によつて周囲空気に熱を与えてしまうからであ
る。

本発明ではこのような対流によるロスを防止す
るとともに更に積極的に輻射効率を改善する手段
として以下に述べる２つの作用を利用している。

第一に、燃焼体１１より排出する排気ガスは排
気ガス孔１２を通つて比較的高温のまま予混合気
室９の外周を上昇するため、予混合気室６の壁面
が外部の空気による冷却作用を受けにくいもの
で、当然対流による熱エネルギーのロスは生じに
くい、このため垂直な予混合気室６は容易に高温
化し有効に二次輻射を放出する。第二の作用は、
排気ガスの燃焼熱は、この場合予混合気室６の壁
面を介しての熱交換により予混合ガスの予熱源と
なつている点にある。すなわち燃焼用空気または
燃料の予熱はよく知られているように燃焼温度を
高くする効果をもつ。したがつて排気熱を回収し
た本発明の構成では燃焼体１１の高温化が容易に
なされ、燃焼体１１の輻射量自体が増加するもの
である。以上に述べたとおり、本発明の如く垂直
な予混合気室９を熱透過性材料で形成し、予混合
ガスを上方より降下せしめ、前記予混合気室の外
周を排気ガスを上昇させれば上述の効果により輻
射効率が大幅に向上する。

なおこのような構成の本発明では燃焼体１１の
上流側（上方）を高温とし、下流面（下方）を上
流面より低温とすることが当然好ましいものであ
る。なぜならば被加熱物を加熱するのは燃焼体１
１の上流側であるとともに、上流側を高温化した
方がより輻射効率が高いからである。この理由
は、もし下流側を高温化するならば、従来例で述
べたシユバンク方式と同じ理由で、燃焼体１１の
下流面ではそれほど高い輻射効率を示さない。
（輻射熱＝燃焼熱−排気熱ロス−対流熱ロス−周
辺への熱伝導ロス）という慨念から想起できるよ
うに、このような方式で生じる高温の排気熱ロス
は高輻射率という要求にそぐわないものであるた
めである。

一方、上流面を輻射面とすれば高い輻射効率が
得られる。なぜならば、上流面で燃焼させれば燃
料孔１０を流れつつ排気ガスは低温化する、すな
わち排気熱を再び上流面へ回収し輻射に交換しう
るからである。

このような理由で燃焼体１１の上流を下流より
高温化している。また前述の燃焼の分布は燃料ガ
スと空気の混合比、流速、燃焼孔１０の面積によ
つて定まるもので、一般に燃焼速度より低い速度
の混合ガスが燃焼孔１０を通過するようにこれら
の要素を任意に組み合わせればできるものであ
る。

また、液体燃料に用いた場合、予混合気室９は
排気ガスによつて素早く高温化するために、一
旦、電熱ヒータ等で気化した気化ガスが、前記の
壁面で再凝縮する量は少くなくなる。もし予混合
気室９が高温化しにくい構成であれば多量の凝縮
した液体燃料が付着し、消化時に臭気の原因とな
つたり、あるいは、凝縮した燃料が次第に再気化
をおこなつて過大な燃焼量となるなど致命的欠点
を生じてしまう。又熱透過性材料に多量の凝縮が
生じると、この部分で気化・凝縮の繰り返しによ
り液体燃料の高沸点成分がタールとなつて付着し
熱透過性材料の熱透過性およびその外観を著しく
損う。

実施例の構成では燃焼体１１の輻射により前記
の予混合気室９の内面を、排気ガスによりその外
周を素早く加熱するため上述の不具合点を改善し
うる。

一般に可燃範囲に予混合されたガスが高温とな
りやすい燃焼体１１の上流に触れると逆火という
現象を生じやすい。しかしながら、燃焼体１１の
少なくとも上流側に白金族系の触媒を担持せしめ
ると、この白金族系の触媒発火抑制機構により燃
焼体１１を高温にしても予混合ガスが発火しにく
くなるもので、これは逆火の初期に生じるミクロ
火炎が白金族触媒に極めて接近して生じる為に火
炎が大きく成長しにくいためである。このような
ことは白金族触媒のフレームレス燃焼という外見
上の効果としてよく知られた事実である。また、
前述の如く火炎が白金族触媒に極めて接近して生
じるために、触媒を担持する燃焼体１１は高温化
しやすく、更に高い輻射効率を示すようになる。

第３図において燃焼体１１の下方に点火用ヒー
タ１３を設けている。点火時に点火用ヒータ１３
に通電すれば、燃焼体１１は点火用ヒータ１３の
輻射熱のみならず、自然対流による熱により素早
く高温化することが可能である。このような構成
を白金族系触媒を担持した燃焼体１１に用いれば
予混合ガスは、高温となつた燃焼体１１で自発着
火しフレームレス燃焼を開始する。

したがつて本実施例においては高圧放電等の手
段によらず燃焼を開始できるため、簡単な構造で
着火可能となる。１８は底板であり、１７はハウ
ジングである。

第４図は第３図の要部断面図である。円筒状の
予混合気室９からは放射状に輻射がでるが、この
円筒中心を焦点とする熱反射板１４を設ければ、
輻射は有効に被加熱物に達する。

第５図は異なる実施例の要部断面図である。第
５図に示すごとく予混合気室９の略半周に酸化ス
ズ、銀、アルミ等の熱反射性被覆１５を設け、燃
焼体１１の輻射の方向性を与え、有効に被加熱物
を加熱するものである。

第６図および第７図は本発明の異なる実施例を
示すものであり、第３図と共通する素子には同一
番号を付し、第６図では（′）を第７図では（″）
を付す。第６図に示すように、燃焼体１１′を垂
直な円筒の直径面に配置して、予混合室９′が半
円柱としても良い。この場合排気ガス孔１２′は
排気経路となるもう一方の半円柱の下方に設けら
れている。

さらに他の実施例として、第７図に示すように
熱透過体１６を平面として、箱型のケースに納め
られている燃焼体１１″と予混合気室９″より構成
されているものでもよい。この場合、排気ガス孔
１２″はやはり排気経路の下方にある。

発明の効果 本発明の構成によつて輻射効率の増加が実現
し、体感特性が良く、即暖性にすぐれた赤外暖房
効果が得られる。また各種赤外線乾燥装置に応用
してもその乾燥効果を著しく高める。さらに液体
燃料を気化する燃焼装置に本発明を応用すれば、
臭気あるいは異常燃焼の防止も可能となるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の燃焼装置の構成図、第２図は
他の従来例の燃焼装置の構成図、第３図は本発明
の一実施例の燃焼装置の垂直断面図、第４図は同
装置の要部横断面図、第５図は本発明の他の実施
例の燃焼装置の横断面図、第６図および第７図は
本発明の他の実施例の側断面図および斜視図であ
る。 ９……予混合気室、１０……燃焼孔、１１……
燃焼体、１２……排気ガス孔、１４……熱反射
板、１５……熱反射性被膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料と燃焼用空気の予混合気を作る混合部
   と、前記混合部の下流に設けた予混合気の通過経
   路である予混合気室と、前記予混合気室の一部を
   形成しかつ垂直に設けられている熱透過体と、前
   記熱透過体と予混合気を介して対面する多数の燃
   焼孔を有する燃焼体と、前記燃焼体に担持され通
   過する予混合気を酸化する白金族金属触媒と、前
   記燃焼体の下流に設けた排気ガス孔を有し、前記
   排気ガス孔が前記熱透過体の下方に開口し排気の
   少なくとも１部が前記熱透過体を介して予混合気
   を加熱することを特徴とする燃焼装置。 ２ 予混合気室を円筒状の熱透過性材料とし、前
   記予混合気室を略焦点とする熱反射板を設けた特
   許請求の範囲第１項記載の燃焼装置。 ３ 予混合気室を円筒状の熱透過性材料とし、前
   記予混合気室の略半周に熱反射材を設けた特許請
   求の範囲第１項記載の燃焼装置。 ４ 燃焼体の下方に点火用電気ヒータを設けた特
   許請求の範囲第１項記載の燃焼装置。